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C

ETUDE NUMÉRIQUE DU SILLAGE D’UNE HYDROLIENNE À AXE VERTICALMathilde BELHACHE 1, Sylvain GUILLOU 1, Dominique MOUAZE 2,

Alina SANTA-CRUZ 1, Philippe GRANGERET 1

1. Laboratoire Universitaire des Sciences Appliquées de Cherbourg (EA4253), Université de Caen, Site Universitaire de Cherbourg, BP 78, 50130 Cherbourg-Octeville. France.

Mathilde.belhache@unicaen.fr ; sylvain.guillou@unicaen.fr 2 Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière (M2C), UMR CNRS 6143, 24 rue des

tilleuls, 14000 Caen. France.

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CCONTEXTE

1

Développements Conception

2000 2008 2011 2015

Essaidémonstrateur

FermesPré-

commerciales

Projets commerciaux

?Quelle

configuration

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Paramètres qui influencent l’évolution du sillage :

Environnement du site d’implantation

Technologie hydrolienne

λ = (ωR)/U0

Etude spécifique à un site et une technologie de machine donnés.

2

METHODE

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3

METHODE

- Numérique: Fluent

- 2D

- URANS : k-w SST

- Niveau de turbulence quasi nul

- Sliding Mesh

- Numérique: Fluent

- 2D

- URANS : k-w SST

- Niveau de turbulence quasi nul

- Sliding Mesh

Méthode numérique

Conditions de simulation

22 33 44 55

1,331,33

22

33

λλ

2 m.s-12 m.s-1

3 m.s-13 m.s-1

4,5 m.s-14,5 m.s-1

22

33

4,54,5

2,662,66

44

66

3,333,33

55

7,57,5

Vitesse imposée

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4

METHODE

8.105 - 1,08.1078.105 - 1,08.107

Re = Rωc/ʋ

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5

.

Coefficient de portance

Coefficient de trainée

Calcul du reynolds ici?

VALIDATION STATIQUE

Coefficient de trainée

Sheldahl et Klimas, 1981

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6

Re = 1.106 Re = 2.106 Re = 1.107

VALIDATION STATIQUE

ααα

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7

VALIDATION

1,5D

3D

3D

6D 15D

Axe médian

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Courbes de performances

λ

Cp

8

RESULTATS

2 m.s-1

3 m.s-1

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9

RESULTATS

Turbulence3 m.s-1

λ=2

λ=3

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λ=3

λ=5

λ=4

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RESULTATS

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RESULTATS

Turbulenceλ=3 λ=4Intensité turbulente (%)

Distance (m) Distance (m)

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RESULTATS

Déficit de vitesse

3 m.s-1

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RESULTATS

Déficit de vitesseλ=3 λ=4

Distance (m) Distance (m)

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CONCLUSION

- Connaissance du point de fonctionnement

- Effet de la turbulence ?

U0 λ

- Paramètres évalués

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PERSPECTIVES

Mesures en cours

LDV dans le sillage Validation sillage turbulent

Contraintes sur la pale Validation des forces

Modélisations

Outil: calcul de la vitesse de rotation, prise en compte de l’inertie de la machine et du couple frein d’un générateur électrique.

Deux machines l’une derrière l’autre, modélisation en vitesse libre pour évaluer l’effet sur les performances de l’hydrolienne aval

Plusieurs distances.

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MERCI POUR VOTRE ATTENTION